生物炭改性材料对水体As(V)的吸附机理探究

《生物炭改性材料对水体As(V)的吸附机理探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代号10532学号S150300443分类号X703密级硕士学位论文生物炭改性材料对水体As（Ⅴ）的吸附机理探究学位申请人姓名周赞培养单位环境科学与工程学院导师姓名及职称刘红玉教授刘云国教授学科专业环境科学与工程研究方向生物炭的应用及水体重金属处理论文提交日期2018年5月20日学校代号：10532学号：S150300443密级：湖南大学硕士学位论文生物炭改性材料对水体As（Ⅴ）的吸附机理探究学位申请人姓名：周赞导师姓名及职称：刘红玉教授刘云国教授培养单位：环境科学与工程学院专业名称：环境科学与工程论文提交日期：2018年5月2

2、0日论文答辩日期：2018年6月3日答辩委员会主席：牛承岗教授Researchontheadsorptionmechanismofarsenic(V)inwastewaterbymodifiedbiocharbyZHOUZanB.E.(HunanInstituteofTechnology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinEnvironmentalscienceandEngineeringi

3、ntheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLiuHongyuProfessorLiuYunguoMay，2018I生物炭改性材料对水体As(V)的吸附机理探究摘要生物炭是指各种生物质在缺氧或绝氧环境下通过热解或碳化形成的一种稳定的多孔碳质固体，其本身对土壤或水体中的重金属及有机物有一定吸附作用。本实验是以板栗壳生物质为原材料，为增加其吸附性能，将其煅烧成生物炭后，再用磁性明胶对其改性，形成一种环保廉价，且能高效去除废水中五价砷污染的有机复合吸附材料。修饰后的吸附剂磁性

4、明胶生物炭（MG-CSB）对As（V）的吸附率（45.8mg/g）远高于原始板栗壳生物炭（CSB）对As（V）的吸附率（17.85mg/g）。本实验使用了扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和X射线光电子光谱分析仪（XPS）等表征该衍生材料，结果均表明材料表面的氨基和羧基等官能基团促进了吸附的进行，同时设置的一系列吸附效果影响的实验中也说明了磁性明胶生物炭对As（V）的吸附过程还包括表面静电作用。故MG-CSB对五价砷的潜在吸附机制包括表面静电作用及吸附过程中材料表面官能基团间的络合作用，主要为As-O的作用。本研究通

5、过了一系列的实验来探究此新型材料对水体中五价砷的去除性能。实验结果表明，磁性明胶生物炭对As（V）的动力学模型符合准二级动力学模型，等温线拟合结果符合Langmuir模型，当pH为4.0时，改性生物炭对As（V）的吸附量最大，可达到45.8mg/g。热力学数据显示该反应是一个自发且吸热的反应过程，温度升高有利于反应进行。本实验探究了背景电解质存在时对去除性能的影响，结果表明阴性离子存在下，MG-CSB对五价砷的吸附作用无明显变化，有稍微下降，反之阴性离子存在下，MG-CSB对五价砷的吸附作用有明显下降。本实验也探究了离子浓度对材料吸

6、附性能的影响，但是当离子浓度增加时，材料吸附性能明显得到提升。综上所述，环境友好的磁性明胶改性的板栗壳生物炭对废水中的五价砷具有较强的吸附作用，去除性能显著，可作为一种具有优良理化性能的吸附剂使用。关键词：生物炭；磁性明胶；五价砷；吸附II硕士学位论文AbstractBiocharisakindofstableporouscarbonaceoussolidformedbypyrolysisorcarbonizationofvariousbiomassesinanoxicoranaerobicenvironment,whichitse

7、lfhasacertainadsorptioneffectonheavymetalsandorganicmatterinsoilorwater.Inthisexperiment,thechestnutshellbiomasswasmodifiedwithmagneticgelatintoincreaseitsadsorptionperformanceaftercalciningitintobiochar.Anenvironmentallyfriendlyandinexpensiveorganiccompositeadsorbentm

8、aterialhasbeenformedandthearsenic(V)inwastewatercouldbeefficientlyremoved.Theadsorptionrateofmodifiedsorbentmagneticg